Сравнительная трудоёмкость и экономическая целесообразность изготовления штампов холодной штамповки из различных сталей в условиях АО "Узметкомбинат"

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВO ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВАРСИТЕТ

ИМЕНИ АБУ РАЙХАНА БЕРУНИ

”Механико-машиностроительный” факультет

Кафедра ”Технология машиностроения”

Диссертация написана для получения академической степени магистра

«Сравнительная трудоёмкость и экономическая целесообразность изготовления штампов холодной штамповки из различных сталей в условиях АО «Узметкомбинат»»

5А320201-Технология машиностроения

Акбаров Шоакром Шокаримович

Работа рассмотрена и научный руководитель

Допускается к зашите к.т.н. Тураходжаев зав. Кафедрой «ТМ» к.т.н.

Тураходжаев Н.Д. Научный консультант

Ташкент 2015



Основные условные обозначения

1.Размеры обрабатываемой детали и инструмента.

D, d - диаметр обрабатываемой поверхности или диаметр

режущего инструмента, мм.

L0 - длина обрабатываемой поверхности, мм.

L1 - величина врезания инструмента, мм.

L2 - величина перебега инструмента, мм.

L - расчетная длина рабочего хода инструмента, принимаемая для

определения основного (технологического) времени, мм.

Dk - диаметр шлифовального круга, мм.

Вк - ширина шлифовального круга, мм.

2.Режимы резания.

V - скорость резания, м/мин.

S0 - подача на оборот шпинделя, мм/об.

Sz - подача на зуб фрезы, мм.

SM- подача в минуту (минутная подача S_M=S_Z•Z•n,mn/min

Sрад - радиальная подача инструмента на оборот детали, мм/об.

SB -продольная или поперечная подача на двойной ход изделия в долях ширины шлифовального круга.

Snon - поперечная подача на оборот детали, мм/об.

Sпрод - продольная подача на оборот детали, мм/об.

t - глубина резания, мм.

n - частота вращения шпинделя, об/мин.

i - число проходов инструмента

а - припуск на обработку на сторону, мм.

к - коэффициент, учитывающий выхаживание и доводку при шлифовании (К=Т,2:1,5)

Т0 - основное время на операцию, мин.

Содержание

Основные условные обозначения

Введение

1. Работа штампового инструмента холодного деформирования в условиях АО «Узметкомбинат». Стали для штампов холодного деформирования

2. Методика исследований

3. Расчет штучного изготовления рабочих частей штампа

3.1 Общие сведения об обрабатываемости резанием

3.2 Технологический маршрут механической обработки в условиях мелкосерийного производства рабочих деталей штампа холодной штамповки АО «Узметкомбинат»

3.3 Расчет технологического времени на изготовление рабочих частей штампа холодной штамповки

3.3.1 Расчет основного машинного времени

3.4 Штучное время на изготовление одного комплекта рабочих деталей штампа

3.5 Стоимость одного комплекта рабочих деталей вырубного штампа холодного деформирования

3.6 Сравнительная стойкость штампов, изготовленных из различных сталей

Выводы

Список использованной литературы



Введение

Тема настоящей магистерской диссертации ватекает из результатов выполненной хоздоговорной работы между Ташкентским государственным техническим университетом и АО «Узметкомбинат». По договору № 2/11 от 10.05.2011 г ТашГТУ (в лице каф. "Технология машиностроения") выполнял работу на тему: «Разработка термической обработки с двойной фазовой перекристаллизацией штамповых инструментов холодного деформирования с целью резкого повышения их износостойкости».

После успешного завершения работы было уставлено, что должного внедрения в производство она не получила.

В связи с этим по рекомендации НИЧ ТашГТУ была сформулирована тема диссертации, связанная с оценкой экономической целесообразности новых технологий при производстве штамповых инструментов.

Предметом исследований являлись сравнительные технологии механической обработки рабочих деталей вырубных штампов холодного деформирования, изготовленных из различных сталей, стоимость изготовления штампов, их стойкость. На основании этих исследований оценивали экономическую целесообразность изготовления.

Цель и задачи исследований - это выработка рекомендаций по выбору сталей для штампов с учетом их стоимости и обрабатываемости резанием и режимов термической обработки. В задачу исследований входит разработка технологии механической обработки представленных рабочих деталей штампа, оценка трудоёмкости изготовления, а также их стоимости.

Основное задачи и предположения исследований заключались в том, что существуют оптимальные сочетания обрабатываемости резанием материала, его стоимости, режимов термического упрочнения, а также стойкости готового штампа, когда это сочетание наиболее экономически обоснованно.

Использованная литература не может дать ответ на конкретный вопрос, поставленный самой темой диссертации, она включает различные справочники по технологии механической обработки, технологии изготовления инструментов, а также материалы ранее подготовленых кандидатских диссертациий в области износостойкости сплавов при трении скольжения по незакреплённому образивному материалу.

Теоретическая и практическая значимость проведённых исследований очевидна, так как показана целесообразность комплектного подхода к выбору технологии изготовления штампов холодного деформирования с учетом стоимости матерала исходной заготовки, трудоемкости механической обработки, выбора режима термообработки и с учетом износостойкости готового штампа.

Научная новизна данной работы заключается в системном и комплексном решении вопроса о рациональном выборе матерала, технологии механической обработки, вида термической обработки, которые бы обеспечивали хорошую стойкость инструмента при минимальных затратах.

В диссертации констатируется тот факт, что в цехе эмальпосуды АО «Узметкомбинат» изготавляются для своих нужд штампы холодного деформирования, в основном вырубные, пробивные а также вытяжные различных размеров. Условия работы штампов не тяжелые, в основном с листовым материалом из стали 08 толщиной 0,6 мм. Рабочие части штампов - матрицы и пуансоны изготовляют из стали У8. Углеродистая инструментальная ствль У8 имеет низкую прокаливаемость и поэтому закаливается в воду. При этом уже готовые рабочие части при закалке на высокую твердость испытывают большие внутренние напряжения и изменения размеров. Причем изменения размеров не стабильны и это требует значительных трудозатрат на доводочные работы.

Этот недостаток можно устранить, если для изготовления рабочих частей штампов использовать легированные инструментальные стали, как это предусмотрено чертежами штампов. Однако дефицитность легированных сталей, а также отсутствие у комбината нагревательных устройств для термообработки с нагревом выше 900 С побуждает использовать сталь У8.

В связи с недостаточной стойкостью штампов в договоре №2/11 от 10.05.2011г. между АО «Узметкомбинат» и ТашГТУ была поставлена задача разработать режимы термической обработки рабочих частей штампов, изготовленных из стали У8 в два и более раз. Такая задача была решена; для внедрения в производство требовалось приобретение нагревательного агрегата с температурой нагрева до 12000 С.

Однако вопрос об экономической целесообразности использования легированных сталей и новых видов термообработки в условиях дефицита легированных сталей и необходимости приобретения новых нагревательных агрегатов, оставался не решенным.

Для решения этой задачи нами была составлена технология механической обработки рабочих деталей представительного штампа, определена трудоемкость их изготовления из сталей У8 и XI2М, определена стоимость штампов, определена относительная износостойкость, склонность к деформациям и изменению размеров при термической обработке.

В результате проведенных исследований нами установлено, что в условиях АО «Узметкомбинат» штампы относительно небольшие целесообразно изготовлять из стали У8, как это и производится. Более крупные штампы целесообразно изготовлять из малолегированных сталей типа Х(ШХ15) с использованием термической обработки с двойной фазовой перекристаллизацией.



1. Работа штампового инструмента холодного деформирования в условиях АО «Узметкомбинат». Стали для штампов холодного деформирования

В АО «Узметкомбинат» цех по производству товаров народного потребления является вспомогательным. Здесь производится эмалированная посуда широкого ассортимента из полосовой стали 08 кп толщиной 0,6 мм. Основные операции изготовления деталей - это вырубка, пробивка и вытяжка. При толщине полосы стали 08 кп 0,6 мм при вырубке и пробивке зазор между станками матрицы и пуансона составляет 0,10 - 0,15 от толщины листа [1], т.е. 0,06 - 0,09 мм. Это требует использование высокоточных шлифовочных и доводочных станков при изготовлении деталей штампов холодной штамповки. Использование углеродистых инструментальных сталей типа У8 .для изготовления основных, рабочих частей штампа, как это принято в АО «Узметкомбинат», создает дополнительные трудности, связанные с деформацией при термической обработке.

Рабочие детали штампов холодной обработки давлением после механической обработки подвергают закалке с низким отпуском. Углеродистые инструментальные стали закаливают в воду из-за их низкой прокаливаемости. Это ведет к развитию больших внутренних напряжений, короблению, изменению размеров. Поэтому доводочные операции по подгонке размеров матриц и пуансонов занимают большое время, увеличивается трудоемкость изготовления штампов. Использование легированных сталей для изготовления штампов холодной штамповки значительно устраняет эти недостатки. Это также предусмотрено первоначальными чертежами АО «Узметкомбинат» (рис 1 -4)

Холодная штамповка является одним из наиболее прогрессивных способов получения деталей. Она находит применение в разных отраслях производства - машиностроении, приборостроении, радиотехнической, электронной промышленности. Удельный вес холодной штамповки в автостроении достигает 65-75% производстве металлических предметов широкого потребления до 95-98% [2, 3].

Высокая стойкость штампов является основным условием рентабельности работы штамповочных цехов. Первоначальные расходы на штамповочный инструмент составляет от 15 до 25%о от обшей стоимости продукции. Почти во всех случаях повышение стойкости штампов является одной из главных проблем штамповочного производства.

Из всех деталей штампа наиболее часто приходят в негодность основные его рабочие части-матрица и пуансоны (рис 1). Главное значение для бесперебойной работы штамповочного цеха имеет стойкость штампа до преточки. штамповый машинный технологический

На стойкость штампов для холодной штамповки влияют многие факторы: механические свойства штампуемого изделия, конфигурация, размеры детали, конструктивные особенности самого штампа, материалы для штампов, термическая обработка, условия эксплуатации штампа [3].

Рабочие детали штампов (пуансоны и матрицы) работают в условиях ударной нагрузки на рабочих поверхностях. Поэтому материалы рабочих частей штампов должны обладать высокой твердостью, износоустойчивостью, высокой прочностью, в минимальной степени изменять свою форму и размеры при термической обработке.

Для изготовления рабочих частей штампов холодной штамповки используют [5]:

Углеродистые стали небольшой прокаливаемости У8, У9, У10, У11

Легированные стали повышенной прокаливаемости (Шдо 40-50 мм) X, Х09, 9Х, 9ХС, 8ХФ, ХВГ

3.Васокохромистые стали высокой прокаливаемости Х12, Х12Ф1, Х12Ф, Х12М(Шдо80мм)

4. Легированные стали повышенной вязкости (при HRC 51-52) 4ХС, 6ХС, 4ХВ2С, 6ХВ2С и др. Для разделительных штампов (пробивка и вырубка) основными требованиями являются:

- способность материала противостоять большому давлению и ударам,

хорошо сопротивляется износу от трения,

сохранять острые режущие кромки без разрушения и затупления. Для операций пробивки и вырубки из материала толщиной 3-4 мм для пуансонов и матриц используют стали У8 и У10. При толщине вырубки материала свыше 4 мм, для изготовления штампов используют стали типа XI2 [3].

Однако стали типа XI2 находят применение при изготовлении штампов сложный формы для проведения разделительных операций на материалах малой толщины. Это связано с высокой износостойкостью сталей типа XI2, когда необходимо сохранить острыми режущие кромки пуансонов и матриц длительное время, когда большие расходы на изготовление штампа будут окупаться за счет высокой стойкости штампов. Легированные стали повышенной прокаливаемости используют в тех же случаях, как стали У8 и У10, но в случаесть, когда необходимость закалку проводить в масло (из - за сложной конфигурации матрицы или пуансона).

Возможность сохранить острой режущую кромку разделительного штампа достигается сохранением максимально возможной высокой твердости при сохранении минимально возможность вязкости.

Рис. 1. Эскиз заготовки матрицы со сквозными отверстиями

Рис. 2. Эскиз заготовок пуансонов

Рис. 3

Рис. 4

При больших скоростях деформирования, вызывающих разогрев рабочей кромки инструментов до 4500С, от сталей требуется достаточная теплостойкость. Для штампов со сложной гравюрой важно обеспечить минимальные объемные изменения при закалке [5]. Таким образом можно сказать, что в связи с разнообразием условий деформирования, формы и размеров штампов применяют различные стали.

Углеродистые стали У10, У11, У12 и низколегированные стали Х, 9ХС, ХВГ, ХВСГ используют преимущественно для вытяжных и высадочных штампов. Из-за невысокой прокаливаемости штампы из этих сталей имеют высокую поверхностную твердость и вязкую сердцевину [5].

Высокохромистые стали Х12, Х12М, Х12Ф1 после термообработки обладают высокой износостойкостью и глубокой прокаливаемостью (150-200 мм). Их широко применяют для изготовления крупных инструментов сложной формы: вырубных, обрезных, чеканочных повышенной точности и пр. Их высокая износостойкость обусловлена большим количеством карбидов С7 С3.

Стали Х12Ми Х12Ф1 обрабатывают как на первичную, так и вторичную твердость. На первичную твердость их закаливают с более низких температур (1020-10750С), когда количество остаточного аустенита невелико и подвергают низкому отпуску (150-1700С), сохраняющему высокую твердость (НRС=61…63)

Закалку на вторичную твердость применяют для повышения теплостойкости и проводят с более высоких температур (1100-11700С). Она приводит к понижению твердости (48..54 НRС) вследствие сохранения большого количества остаточного аустенита (50-80 %). Твердость до НRС60-62 повышают 4-6 кратным отпуском при 500-5700С в результате превращенья остаточного аустенита и выделения дисперсных карбидов хрома. При обработке сталей на вторичную твердость температура увеличивается до 5000С.

Сталь Х6ВФ содержит меньше углерода и хрома. Она превосходит высокохромкости стали типа Х12 по прочности и вязкости, но уступает по износостойкости.

Хромокремнистые стали 4ХС 6ХС и дополнителыю легированные вольфрамом (2,0-27%) 4ХВ2С, 5ХВ2С, 6ХВ2С образуют группу сталей повышенной вязкости, используемых для изготовления инструментов, подвергающихся ударам. Повышение вязкости сталей достигается снижением содержания углерода (до 0,4…0,6%) и увеличением температуры отпуска. Стали 4ХС и 6ХС отпускают на твердость НRС 52-55 при температуре 240-2700С, которая несколько ниже температуры отпускной хрупкости первого рода. Стали с вольфрамом, нечувствительные и отпускной хрупкости второго рода, подвергают отпуску в более широком интервале литератур: при 200-2500С (53-58 НRС) или 430-4700С (40-45 НRС). Эти стали предназначены для инструментов, работающих с повышенными ударными нагрузками.

С позиций условий работы штампового инструмента цеха эмальпосуды АО «Узметкомбинат», когда обработке подвергается листовая мягкая сталь толщиной 0,6 мм, целесообразно использовать инструмент с высокой твердостью и износостойкостью при минимальной вязкости материала инструмента. В данном случае штампы холодного деформирования работают в условиях высоких и переменных нагрузок и изнашивания рабочих частей [6].

Основные причины выхода из строя штампов для холодного деформирования: хрупкое разрушение от высоких и переменных нагрузок и изменение формы и размера штампов в результате абразивного (ударно-абразивного) износа, а также изменение формы и размеров штампов в результате пластической деформации (смятия).

В соответствии с данными работы [6] требования, предъявляемые к штамповым сталям для холодного деформирования, заключается в следующем: 1) повышенная твердость и износостойкость, 2) высокое сопротивление малым пластическим деформациям, 3) удовлетворительная прочность и вязкость, 4) достаточная теплостойкость при жестких условиях работы. Для вырубных штампов основными свойствами являются вязкость, прочность и износостойкость, а для штампов холодного прессования (пуансонов) сопротивление малым пластическим деформациям и износостойкость.

Для штампов холодного деформирования, являющимися сложными инструментами больших размеров и высокой точности, значение имеют технологические характеристики штамповых сталей.

Технологические свойства: 1) равномерное распределение карбидов, особенно в крупных штампах; 2) хорошая обрабатываемость резанием; 3) устойчивость против обезуглероживания; 4) высокая закаливаемость и прокаливаемость; 5) минимальная деформация при термической обработке; 6) удовлетворительная шлифуемость.

Далее в справочнике [6] приведена таблица «области» рационального использования штамповых сталей для холодного деформирования, в том числе для листовой штамповки. В этой таблице указаны марки легированных и высоколегированные сталей, включая быстрорежущие, для изготовления пуансонов и матриц для операций вырубки, пробивки и вытяжки. Марки углеродистых инструментальных сталей вообще не указаны. Вместе с тем цех эмальпосуды «Узметкомбинат» для изготовления штампов для листовой штамповки использует широко углеродистую инструментальную сталь У8. Это сталь имеет следующие преимущества. 1) хорошо обрабатывается резанием; 2) закаливается с относителано низких температур (~8000С); 3) хорошо шлифуется. Однако имеются крупные недостатки: 1) плохая закаливаемость и прокаливаемость; 2) большие деформации при термический обработке, что увеличивает доводочные работы по размером деталей штампов; 3) недостаточная стойкость штампов.

В условиях дефицита легированных инструментальных сталей, отсутствия высокотемпературных нагревательных устройств для проведения закалки использование стали У8 для изготовления штампов холодного деформирования - это мера вынужденная. Однако трудоемкость изготовления штампов, особенно крупных и высокоточных, велика. В этом случае недостаточная стойкость штампового инструмента, дополнительные расходы по доводке размеров, связанные с использованием углеродистых инструментальных сталей вместо легированных, удорожает производство основной продукции-штампуемых деталей. Происходит перерасход инструментов, увеличение времени переналадки оборудования при смене инструмента.

В настоящий работе сделана попытка, на основании ранее выполненных исследований, оценить сравнительную трудоемкость и экономическую целесообразюсть изготовления штампов холодной штамповки из углеродистой и легированной стали в условиях АО «Узметкомбинат». Этой условия характерны тем, что основной операцией, ограничивающей стойкость штампов, является вырубка пробивка листового материала, а конфигурация штампов не очень сложная. Такая задача в исследованиях ставится впервые.

В наших исследованиях рассмотрены результаты работ по штампам, изготовленным из сталей У8 и Х12М (рис 1,2). В качестве альтернативного варианта использовали материалы по нетрадиционным методам термической обработки рабочих деталей штампов холодной штамповки с применением термической обработки с двойной фазовой перекристаллизацией [7]



2. Методика исследований

Методика исследований заключолась в том, что проводились разработки маршрутной технологии механической обработки рабочих частей штампа холодной штамповки, чертёж которых приведен на рис 1 и 2 . В соответствии с разработанной маршрутной технологией выбирали режимы резания и определяли машинное время проведения операции по рекомендациям и формулам [8, 9]. Находили общее машиное время обработки матрицы и пуансонов. По рекомендациям [10, 11] определяли время проведения вспомогательных операций и время обслуживания станков. Находили суммарное время изготовления рабочих частей штампа (матрицы и пуансонов). Трудозатраты на термическую обработку не превышало 10% от трудозатрат на механическую обработку. По данном НПО «Технолог» стоимость одного нормочаса работы 7-8 тыс. сум. Таким образом эти данные позволяли подсчитать стоимость работ при изготовлении штампа. Зная вес заготовок и стоимость одной тонны стали той или иной марки подсчитывали общую стоимость штампа.

По экспериментальным данным из ранее опубликованных работ [10-13] оценивали сравнительную износостойкость, что позволяет ориентировочно оценить сравнительную стойкость штампов, изготовленных из различных сталей.

В конечном итоге полученные данные позволяют судить об экономической целесообразности изготовления штампов из углеродистых или легированных сталей.

В настоящем исследованнии использованы также материалы по термической обработке инструментальных сталей с использованием двойной фазовой перекристаллизации, некоторые экспериментальные данные выполнены нами. Вследствие специфичности и разноплановости методик они приводятся в соответствующих разделах настоящей работы.

3. Расчет штучного изготовления рабочих частей штампа

3.1 Общие сведения об обрабатываемости резанием

К физико-механическим свойствам материалов, характеризующих их технологические свойства, при обработке резанием, относятся твердость, предел прочности, теплопроводность. С этими свойствами тесно связан технологический показатель-обрабатываемость материала резанием.

Обрабатываемость резанием определяется коэффициентом обрабатываемости данного материала быстрорежущим или твердосплавным резцом по отношении к эталонному материалу по формуле

К V60/Vэ60,

где V60 - скорость резания рассматриваемого материала при 60 минутной стойкости резцов в определённых условиях резания; Vэ60 - скорость резания при 60 минутной стойкости резцов эталонного материала. За эталон принята сталь 45с у6 650 МПа, НВ=179. Эталонная скорость резания при получистовом точении этой стали резцами из быстрорежущей стали Р18 -75 м/мин. при 60 минутной стойкости. При точении этой же стали твердоспливными резцами - 135 м/мин.

Абсолютное значение скорости резания при 60 минутной стойкости любой стали, отличной от эталлоной, равно Vх60= Vэт * Кобр. Например, при обработке детали из стали У8 после отжига на твердость НВ187, Кобр=0,6 при обработке резцом из быстроржущей стали. Vх60=0,6•75=45 м/мин.

При обработке детали из инструментальной стали Х(Ш Х<15) с твердостью НВ207 и у6=750 МПа инструментом из быстрорежущей стали Кобр=0,5; Vх60=0,6•75=45 м/мин.

При обработки изделия из стали Х12М с твердостью НВ255 инструменнтом из быстрорежущей стали Кобр=0,3 [8]

Vх60=0,3•75=22,5 м/мин

3.2 Технологический маршрут механической обработки в условиях мелкосерийного производства рабочих деталей штампа холодной штамповки АО «Узметкомбинат»

а) Матрица штампа

Вид загатовки-полоса

Число деталей из заготовки - 1

Материал - сталь У8

Операция	Содержание или наименование операции	Станок, (оборудование)	Оснастка
1	2	3	4
005	Отрезать заготовку от полоса	Фрезерно-отрезной станок	Тиски
010	Термическая обработка (отжиг)
015	Фрезеровать две широкие поверхности в размер 22+0,3 под шлифовку и две поверхности в размер 140 окончательно	Вертикально-фрезерный 6Т12	Гидротиски, наладка двухпозиционная
020	Фрезеровать два торца в размер 142 окончательно	Горизонтально-фрезерный 6Т821	Приспособление универсально наладочное с гидравлическим зажимом
025	Фрезеровать сквозное отверстие 27х19 под окончательную опиловку углов	Вертикально-фрезерный 6Т12	Гидротиски, наладка однопозицион-ная
030	Фрезеровать с обратной стороны пластины (матрицы) впадину размером 31х22 вокруг отверстия 27х19 глубиной 12 мм	Вертикально-фрезерный станок 6Т12	Гидротиски
035	Спилить вручную прямые углы отверстия 27х19	Напильник ручной квадратный	Тиски
040	Сверлить и развернуть четыре отверстия ш12 по углам плиты (матрицы); четыре отверстия ш18; четыре отверстия ш6	Вертикально-сверлильный станок	Тиски, кондуктор
045	Рассверлить отверстие ш18 с обратной стороны плиты (матрицы) на ш20 и ш8 на глубину 12мм	Вертикально-сверлильный станок 2Н125-1	Тиски
050	Технический контроль
055	Термическая обработка (закалка с низким отпуском)
060	Шлифовать две широкие поверхности в размер 22,0 окончательно	Плоскошлифовальный станок ЭП722ДВ	Магнитная плита
065	Технический контроль по всем параметрам
Б) Пуансон ш рабочей части 18 мм. Вид заготовки-круглый прокат. Число деталей из загатовки-2
1	2	3	4
005	Отрезать заготовку	Фрезерно-отрезной	Призматические тиски
010	Точить заготовку в патроне на ш32 на длине 87 мм	Токарный станок 16Т02П
015	Зажать в патроне обработанную часть заготовки, точить необработанную часть заготовки на ш32 полностью; подрезать и центровать торец; точить ш22 на длине 64; ш180,1 на длине 30	Токарный станок 16Т02П
020	Подрезать второй торец выдерживая размер 155-0,1; центровать, точить последовательно ш22 на длину 64; ш18 () на длину 30	Токарной станок 16Т02П
025	Точить канавку ш10	Токарной станок 16Т02П
030	Термическая (закалка с низком отпуском целиком, самоотпуск после индукционного нагрева в середине у ш10)
035	Шлифовать поверхность ш18 на длине 30 с двух сторон окончительно	Круглошлифоваль-ной станок 3410В	Центра. хомутик
040	Отрезать изделие на два по ш10	Токарный станок 16Т02П
045	Заточить торцы пуансонов по ш18; зачистить затылки пуансонов по ш32	Универсально заточный станок
050	Промыть детали	Моечная машина
055	Технический контроль по всем параметрам		Плита призмы, твердомер, микрометр
в) Пуансон ш рабочей части 6 мм. Вид заготовки - круглой пруток Число деталей из заготовки-2 Материал-сталь У8
005	Отрезать заготовку длиной 160 мм	Фрезерно -отрезной станок	Призматические тиски
010	Точить заготовку в патроне на ш28 на длину 87 мм	Токарный станок ХС151
015	Установить заготовку по обработанной части в патрон. Точить необработанную часть на ш28 полностью; подрезать и зацентровать торец; точить последовательно ш18 на длине 64; ш60,2 на длине 30; точить конус от ш6 до ш18	Токарный станок ХС 151
020	Подрезать второй терец заготовки, выдержав размер 155-0,1; центровать торец; точить последователю ш18 на длине 64; ш6+92 на длине 30; точить конус от ш6 до ш18	Токарный станок ХС 151
025	Точить канавку ш10	Токарный станок ХС 151
030	Термическая (закалка с низким отпуском; самоотпуск после индукционного нагрева в середине) у ш10
045	Отрезать центры и заточить торцы в рабочих частях пуансонов ш6; Зачистить затылочные части пуансонов ш28	Универсально-заточной станок
050	Промыть детали	Моечная машина
055	Технический контроль по всем параметрам		Плита, призмы, микрометр, твердомер

3.3 Расчет технологического времени на изготовление рабочих частей штампа холодной штамповки

3.3.1 Расчет основного машинного времени

А) Обработка матрицы

Операция 005. Отрезать заготовку от полосы.

Исходные данные: Фреза дисковая цельная, Ш 315 мм, число зубьев Z=34, толщина 6 мм (ГОСТ 2679-73).

Ориентировочные режимы резания (табл.9.12) [8].

Скорость резания V=16 м/мин; Подача на зуб 0,08 мм. Ширина полосы 145 мм. Врезание и выход фрезы L 1= L 2 =5 мм.

Общая длина L= L0+ L 1+ L 2 = 145+5+5=155 мм.

Скорость резания V= рД n /1000.

Где, Д-диаметр фрезы, мм; n-число оборотов шпинделя, об/мин; V-скорость резания, м/мин.

Число оборотов шпинделя n =1000 V/рД=1000х16/3,14х315~16 об/мин.

Одновременно работающих число зубьев фрезы на толщине заготовки 25 мм Z=3.

Минутная подача Sм=Sz * Z* n=0,08х3 *16=3,84 мм/мин.

Основное технологическое время (машинное) резания

Т0 =L/Sm =155/3,84=40,36 мин.

Операция 015. Фрезеровать две широкие поверхности в размер 22+0,3 под шлифовку и две поверхности в размер 140 окончательно.

Исходные данные для торцевого фрезерования двух широких плоскостей матрицы на толщину 22 мм.

Фреза торцевая со вставными зубьями из быстрорежущей стали диаметром 200 мм. Часовая стойкость имеет место при скорости резания 45м/мин (ГОСТ 9473-80).

Длина плиты L0 =142 мм. Врезание фрезы L1 =100 мм; выхода L2 =200 мм; общее расстояние L= L0+L 1+ L 2 =100+142+200=442 мм.

Скорость резания V= рД n /1000, где Д- диаметр фрезы, мм, n-число оборотов шпинделя, об/мин; глубина резания t=1,5 мм; подача на зуб фрезы

Sz =0,2 мм.

Одновременно работают Z=3 зуба в плоскости резания. Число оборотов шпинделя при скорости резания пилы 45 м/мин

n = V 1000 /рД=1000х45/3,14х200=72 об/мин.

Основное технологическое (машинное) время резания Т0 =L/Sm ,

где Sm -минутная подача Sm = Sz * Z * n, мм/мин[10].

Здесь Z - одновременно работающих число зубьев фрезы

Sm =0,2х3х72=43,2 мм.

Основное технологическое (машинное) время резания

Т0 =L/Sm =442/43,2=10,23 мин

Для обработки двух поверхностей требуется

Т0 =21 минута.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис 5. Схема фрезоравании прямоуголного паза концеой фрезы.

Рис 6. Схема фрезоравании паза с обратной стороны прямоугольного отверстия матрицы.

Обработка (фрезерование) в размер 140 двух торцевых поверхностей. Та же торцевая фреза диаметром 200 мм. Глубина резания t=1,5 мм; подача на зуб фрезы Sz =0,2 мм; при скорости резания V= 45м/мин; n-число оборотов шпинделя, 72об/мин. Минутная подача Sm = Sz *Z*n; где Z - число одновременно работающих зубьев Z=3; Sm =0,2х3х72=43,2мм/мин.

Толщина фрезеруемой плиты L0 =22 мм. Врезание фрезы L1 =100 мм; выход фрезы L2 =200 мм. Общее расстояние L= L0+L 1+ L 2 =22+100+200=322 мм.

Основное технологическое время фрезерования

Т0 =L/Sm =322/43,2=7,45 мин.

Т0 для двух поверхностей по торцу 7,45х2=15 минут.

Операция 020. Фрезерование двух других торцов в размер 142 мм можно принять также 15 минут.

Итого машинное время фрезерования всех четырёх торцов Т0 =15х2=30 минут.

Операция 025. Фрезеровать сквозное отверстие 27х19. Инструмент - концевая фреза диаметром 10 мм, число зубьев Z=6.

Фрезеровка по контуру (рис. 5). Согласно [8] (стр. 351) при работе концевой фрезой Ш10 мм скорость резания V= 25м/мин; подача на зуб Sz =0,016-0.08 мм/зуб. Число зубьев у концевой фрезы Ш10 мм - 6. В работе участвуют зубьев Z=3 зуба. Число оборотов шпинделя

n = 1000V /рД,

где Д - диаметр фрезы.

n = 1000*25 /3,14х10=796 об/мин~800 об/мин.

Минутная подача Sм=Sz *Z*n, где Z - число работающих зубьев.

Sм= 0,016х3х800=38,4 мм/мин.

При глубине резания t=1мм необходима маятниковая подача, как это показано на схеме. Длина хода фрезы в одну сторону-17мм, в обратную еще 17мм; всего 34мм. Толщина плиты (матрицы) 22мм. Следовательно нужно 22 прохода туда и обратно. Общая длина L0 = 34х22=748мм. Число врезанний фрезы 22по 1мм, т.е. L1 = 22; L2 =0

Общее расстоянию L= L0 + L1 - L2 =748+22-0=770мм.

Основное технологических время Т0 =L/Sm = 770/38,4=20,0 мин.

Операция 030

Фрезеровать с обратной стороны пластины (матрицы) впадину размером 31х22 вокруг отверстия 27х19 глубиной 12мм. Режимы резания те же

V=25м/мин

n=800об/мин

Sz = 0,016

Длина контура хода фрезы 21х2+13х2=68мм. как это видно из схемы (рис.6)

При глубине резания t=1мм необходимо прейти 12 контуров, чтобы впадина была 12мм.

В этом случае L0 =68х12=816мм. Число врезанний фрезы -12 по 1 мм, т.е.

L1 =12, L2 =0

Общее расстояние L= L0 +L1 + L2 = 816+12+0=828 мм

Однако число работающих зубьев падает до Z=2.

Минутная подача Sм=Sz *Z*n=0,016х2х800=25,6 мм/мин.

Общее технологическое время Т0 =L/Sm = 828/25,6=32,3 мин.

Операция 035

Опилить вручную прямые углы отверстия 27х19.

На эту операцию выделено - Т=4 часа.

Операция 040

Сверлить и развернуть четыре отверстия Ш12 по углом плиты (матрицы) ; четыре отверстия Ш18; четыре отверстия Ш6.

Согласно [8] (стр 386) ориентировочных значений режимов резания сверлами из быстрорежущей стали при твердости углеродистой инструментальной стали НВ до 229 рекомендуется скорость резания 26 м/мин, подачи S0 =0,25 мм/об сверла, число оборотов n= 400 об/мин.

Время сверления одного отверстия Т0 =L/n*S0 , где L= L0 +L1 + L2

L- толщина плиты (матрица) - 22 мм. L1 и L2 - размеры входа и выхода сверла L1+ L2 =6 мм.

Т_0=28/400х0,25= 0,35 мин. Ориентировочно машинное время сверления всех отверстия диаметрами 18,12 и 6 мм можно принять Т0 = Т_0^( ')х12= 0,35х12=4,5 мин.

Примечание.

При сверлении отверстий оставляется припуск на развертку. Используются сверла Ш 17,75 для Ш 18,0 и Ш 11,80 для Ш 12 мм.

Развертки

При обработке стали, согласно [8] (стр 414-415), ориентировочно при работе стальными развертками режимы резания V=4+10м/мин, а подача S0 =0,5ч1,8 мм/об.

Если принять скорость резания V=4мм/мин, это число оборотов шпинделя станка n=1000V/П*D=1000x4/3,14x18=70 об/мин, при развертке отверстия Ш 18мм.

При этом основное (машинное) технологическое время развертки одного отверстия Т_0^1 =L/n* S0 =22+6/70x0,5=0,8мин.

Время развертки четырех отверстий Ш18мм Т0 =3,2 мин.

Ориентировочно время развертки всех отверстий Ш18, Ш12, Ш6 можно принять Т0 = 3,2 х 3 =10 мин.

Б) обработка пуансона Ш18 мм

Операция 005

Отрезать заготовку. Исходный пруток Ш35. Отрезать заготовку длиной 160 мм на фрезерно-отрезном станке дисковой фрезой Ш200 мм, число зубьев z=24, ширина-6мм.

По рекомендации [8] при резании стали с ув = 600МПа. скорость резания V=20-25м/мин, а подача на зуб фрезы Sz =0,06ч0,08 мм/зуб.

Примем число зубьев, участвующих при резании Z=2. Тогда минутная подача Sм = Sz*z*n, где n-число оборотов шпинделя станка. Тогда n=1000*V/р* D=1000x20/3,14x200=20000/628=32 об/мин.

Sм = 0,06х2х32=3,84 мм/мин.

Поперечное движение фрезы L= L0 +L1 + L2 , где L0 - диаметр прутка, равный 35 мм, и L1 и L2 - величины врезания инструмента и его перебега, которые в сумме составляют 6мм.

Основное технологическое время отрезки заготовки Т0=L/Sмин =35+6/3,84=10,67мин.

Согласно чертежу, таких заготовок должно быть два. Следовательно

Т0 =10,67х2 = 21,34=22 мин.

Операция 010

Точить заготовку в патроне на Ш32 на длине 87 мм.

Глубина резания t=1,5мм. Скорость резания V=25м/мин, подача S0 = 0,2 мм/об, что соответствует режиму получистовой обработки.

Число оборотов шпинделя станка n=1000х25/3,14х32= 248 об/мин.

Основное время операции Т0 =L*i/n*S0 , где L- длина обработки с учетом длины обрабатываемой поверхности L0 , величины врезания инструмента L1 и выхода его L2 . По данным [9] (стр 620, табл 2), L1 + L2 = 6.

Тогда L = 87+6=93мм. i-число проходов инструмента, в данном случае i=1

T0 =93/248х0,2= 1,87 мин.

Так как для одного штампы используются две заготовки пуансонов, то

T0 =1,87 х 2 = 3,74?4 мин.

Операция 015

Зажать в патроне обработанную часть заготовки, точить необработанную часть заготовки на Ш32 мм полностью.

T0 = 1,87 мин., как в операции 010

Так как используются две заготовки T0 = 3,74?4 мин.

Подрезать и центровать торец T0 =2 мин., но на две заготовки T0 ?4 мин.

3) Точить Ш22 на длине 64 мм.

Глубина резания t=1 мм. подача S0=0,2 скорость резания V=25м/мин. Число оборотов шпинделя станка n=1000х25/3,14х22= 360 об/мин.

Основное технологическое время операции Т0 =Lxi/nхSоб , где i- число проходов инструмента =5. L- общая длина хода инструмента L= L0 +L1, где L1 - врезание инструмента =3 мм.

T0 =(64+3/360х0,2)х5= 4,65 мин. Так как используются две заготовки

T0 = 4,65х2=9,3 мин., но с двух сторон

T0 = 18,6 мин.

4) Точить Ш18(+0,10 ) на длине 30.

Глубина резания t=1,0 мм. подача S0 = 0,2;

При установленном числе оборотов шпинделя станка n=360

скорость резания V= рД n /1000=3,14х18х360/1000=20,34 м/мин.

Число проходов резца i=2.

Основное технологическое время

Т0 =L* i/n*Sо =(30+2/360х0,2)х2= 0,9 мин.

Так как для штампа используются две заготовки, и точение идёт с двух сторон у каждой заготовки T0 = 0,9х4=3,6 мин.

Операция 020. Подрезать второй торец, выдерживая размер 155 (-0,1); центровать, точить последовательно Ш22 на длину 64, Ш18 (+0,1/0) на длину 30 (подчеркнутые операции уже учтены на предыдущих операциях идентичного вида).

Подрезать торец и центровать (второй торец) 2 заготовки по 2 мин;

T0 =2х2=4 мин.

Операция 025. Точить канавку Ш10. Произвольно T0 =1 мин.;

На две заготовки T0 = 2 мин.

Операция 030-термического упрочнения.

Операция 035. Шлифовать поверхность Ш18 (-0,11/-0.10) на длине 30 с двух сторон окончательно [9] (стр. 615).

Здесь необходимо ввести понятия:

L-расчетная длина перебега инструмента;

Sв -продольная подача на двойной ход в долях ширины шлифовального круга;

Вк -ширина кругав мм;

ng -частота вращения детали, об/мин.;

a-припуск;

K -коэффициент выхаживания ( k=1,2-1,5)

Т0 =L * i * k / Sв * ng * Вк I=a/ S2х

S2х - подача на двойной ход стола.

Примечание. При работе штампа, при проведении операций вырубки и пробивки листовой штамповки зазор между стенками матрицы и пуансона берут 0,1-0,15 от толщины листа (полосы) материала [1]. В нашем случае лист стальной полосы имеет толщину 0,6 мм. Следовательно, зазор равен д=0,06-0,09 мм. По диаметру это разница 0,12ч0,18 мм.

Отверстие в матрице Ш18 мм после развертки H7 имеет Ш 18 ((+0,008)^(+0,015))- необходимо иметь разницу 0,12 мм. Поэтому пуансон должен иметь Ш18 (_(-0,10)^(-0,11)).

Максимальная разница по диаметру 0,2 мм. Припуск на шлифовку одной стороны составляет, а=0,1 мм.

Ориентировочные режимы резания при круглом шлифовании указаны в [8] (стр. 754).

Скорость резания V=25 м/сек.

Подачи: Sкруговая -15 м/мин.; Sпродольная-2 м/мин.; Sпоперечная-0,005 м/дв. ход

В представленной зависимости Т0 =L * i * k/ Sв * Вк * ng

L-расчетная длина рабочего хода инструмента. Она равна 35 мм.

Sв - продольная подача на двойной ход изделия (стали) в долях ширины шлифовального круга Sв =В/ ng

ng -частота вращения изделия, об/мин; можно найти из:

Sкруговая -15 м/мин.; ng=1000 * Sкруговая /р * d =1000 * 15/3,14 * 18=265 об/мин.

Тогда Sв=30/265=0,11. Здесь ширина круга Вк =30 мм.

Число проходов инструмента i=а/ Sпоп. дв.ход =0,1/0,005=20.

Т_0 =35х20х1,5/(0,11х30х265)=1,2 минуты.

Основное технологическое время на шлифовку рабочей части Ш18 четырех пуансонов на двух заготовках

Т0 = Т_0 * 4=1,2 * 4=4,8 минуты.

Операция 040. Отрезать изделие на два по Ш10.

При поперечной подаче суппорты токарного станка Sпоп.=0,002 мм/об необходимо 25 оборотов шпинделя. При частоте вращения шпинделя станка n=50 об/мин. Т_0^( ') =25/50=0,5 мин.

Так как имеем две заготовки Т0 =1 минута.

Операция 045. Заточить торцы пуансонов по Ш18. Зачистить затылки пуансонов по Ш 32

Заточить торцы пуансонов по Ш18 [9] (стр. 615). Здесь врезное шлифование чашечным шлифовальным кругом торца пуансона.

Основное технологическое время

T_0=L/(n_g *S_0 )*K .

Где L= 3 мм, чтобы убрать центр = а

n_g -частота вращения изделия в шпинделе станка, об/мин.

Sо-подача на оборот шпинделя, мм/об.

к-коэффицент, учитывающий выхаживание и доводку при шлифовании (к=1,2-1,5).

Если брать S0=0,005, а ng = 200 об/мин, к=1,5 , то Т_0^( ') = 3х1,5 / (200х0,005) = 4,5 мин.

Так как таких торцов 4, то Т0=4,5х4=18 минут.

Зачистка затылка пуансона на Ш32 занимает 1 минуту. Для всех четырех пуансонов Т0=4 минуты.

В) Обработка пуансона Ш6 в рабочей части.

Операция 005. Отрезать заготовку пруток Ш30 на длину 160 ± 1 мм.

Используется фрезерно-отрезной станок с дисковой фрезой Ш200, число зубьев-24, шириной 6. По рекомендациям [8] при резании стали с уb=600МПа скорость резания 25 м/мин, Sz =0,06 ч 0,08 мм/зуб. Число зубьев фрезы, участвующих в резании при диаметре фрезы 200мм и число зубьев фрезы 24 при резании прутка Ш30 мм, z=2.

Минутная подача Sм = Sz * z * n , где Sz - подача на зуб, n- число оборотов фрезы, z- число зубьев, участвующих в резании. Sмин = 0,08 * 2 х n

n=V * 1000/р * D, где V- скорость резания 25 м/мин, D - диаметр фрезы 200 мм.

n=25 * 1000/3,14 * 200= 39 об/мин, а Sмин =0,86 * 2 * 39=6,24 мм/мин.

Поперечное движение фрезы при отрезании L= L0 +L1 + L2 = 30+3+3=36мм, где L0 - диаметр прутка, L1 и L2 величина врезания и перебега инструмента.

Основное технологическое время Т_0^( ')= L/ Sм = 36/6,24=5,77? 6 мин.

Так как используется две заготовки, Т0= 6 * 2=12 мин.

Операция 010

Точить заготовку в патроне станка на Ш28 на длину 87 мм.

Глубина резания t=1мм, подача S0 = 0,2 мм/об. Скорост резания

Скорость резания V=25 м/мин. При этом частица вращения шпинделя станка при Ш28 мм детали. n=1000 * V/ р * D = 1000 * 25/3,14 * 28=284 об/мин.

Основное технологическое время на эту операцию Т0 = L* i / n * S0 , где L- длина хода инструмента.

L= L0 +L1 + L2 . L0 - длина обрабатываемой части заготовки. L1 и L2 - длина врезания и пробега инструмента. i =1. В данном случае L= 87+3+3 = 97 мм [9]

Т_0 =79/(284х2)х1=1,64 мин. Так как заготовок две, (на 4 пуансона) Т0=1,64х2=3,28 мин

Операция 015

Установить загатовку в патроне станки по обработанной чисти

а) Точить необработанную часть заготовки на Ш28 также полностью (длина обрабатываемой части lp=73 мм ).

Основное технологическое время обточки одной заготовки

,

В данном случае L=l0+ l1+ l2=73+3+3, где l1 и l2 - длина врезки и пробега инструмента, i =1

Так как заготовки две, то Т0= 1,4х2=2,8 мин.

б) Подрезать торец и зацентровать. Принимаем это время Т_0=2 мин. Так как заготовок две, то Т0 = 2х2 = 4 минуты.

в) Точить последовательно Ш18 на длине 64.

Глубина резания t=1,25 мм, число проходов инструмента i =4; подача S0 = 0,2; скорость резания V=25 м/мин.

Число оборотов шпинделя n=1000 * V/р * D= 1000 * 25/3,14 * 18=442 об/мин

Основное технологическое время на эту операцию.

Т0 = L / n * S0=(64+2)/(442х0,2)х4=2,98=3 мин.

Такие работы проводятся на двух заготовках с обеих концов. Поэтому

Т0 = 3х4=12 минут.

Точить последовательно Ш 6 (+0,2) на длине 30

Глубина резания t=1 мм, число проходов инструмента (от 18 до 6) i =6; подача S0 = 0,2; частота вращения шпинделя n=500 об/мин

Основное технологическое время

Т_0 = L / n * S0=(30+2)/(500х0,2)х4=1,22 мин.

Таких поверхностей на двух заготовках четыре. Поэтому

Т0 = 1,22х4=4,88 ? 5 минут.

Точить конус от Ш 6 до Ш 18 (угол 30 град.) на длине 20

Глубина резания t=1 мм, число проходов инструмента i =3; общая L=20; подача S0 = 0,2; при n=500 об/мин.

Скорость резания V= рД n /1000=3,14х6х500/1000=9,5 м/мин

Т0 = L / n * S0=(20)/(500х0,2)=0,2 мин.

Таких поверхностей с конусом на двух двойных заготовках четыре. Поэтому

Т0 = 0,2х4=0,8 минут.

Операция 020. Подрезать второй торец заготовки, выдерживая длину в размер 155 (-0,1), центровать торец; точить последовательно:

Ш 18 на длине 64

Ш 6 на длине 30

Конус от Ш 6 до Ш 18

Подрезка торца и центровка во втором торце аналогично операции 015

Т0 = 4 минуты

Остальные операции проточки на Ш 6, Ш 18, проточка конуса уже учтены.

Операция 025. Точить канавку Ш 10 на 2 заготовки Т0 = 2 минут.

Операция 030. Термическая.

Операция 035. Шлифовать поверхность Ш 6(-0,05/-0,06) на длине 30 мм с обеих сторон заготовки окончательно.

В данном случае, как в операции 035 пуансона с рабочей частью Ш 18 мм, разница между значениями диаметров пуансона и отверстия матрицы Ш 6 мм, составляет 0,32-0,18 мм.

Отверстие матрицы Ш 6 после развертки Н7 имеет диаметр Ш6(+0,10/-0,05) [8] (стр. 411). Поэтому пуансон должен иметь Ш6(-0,11/-0,18). Так как при точении был оставлен припуск 0,1 мм на сторону Ш6(+0,2/0), то припуск на диаметр 0,2 мм.

Оставим все режимы резания те же, что и при шлифовке рабочих частей пуансонов Ш18:

Скорость резания V=25 м/сек. Подачи:

Sкруговая -15 м/мин.;

Sпродольная-2 м/мин.;

Sпоперечная-0,005 м/дв. ход

Частоту вращения изделия ng, можно найти из соотношения - об/мин;

ng =1000 * Sкруг/ р * D =1000х15/3,14х6=796 об/мин.

Ширина круга ВK=30;

Продольная подача на двойной ход изделия в долях ширины шлифовального круга Sв

Sв=В/ ng=30/796=0,037 1/дв.ход

Т0 = 1/( Sв * В * ng) * i * К

i-число проходов инструмента i=а/ Sпоп=0,1/0,005=20

К-коэффициент, учитывающий выхаживание и доводку при шлифовании (К=1,2-1,5)

Т0 =35х20х1,5/(0,037х30х796)=1,19 мин.

Так как пуансонов четыре Т0 =1,19х4=4.76=5 минут.

Операция 040. Отрезать изделие по Ш10 на два пуансона. При поперечной подаче суппорта токарного станка Sпоп=0,2 мм/об необходимо 25 оборотов шпинделя. При частоте вращения шпинделя станка n=50 об/мин.

Т_0=25/50=0,5 мин.

Так как имеем две заготовки Т0 =1 минута.

Операция 045. Отрезать центры и заточить торцы Ш6; пи обильном охлаждении бакелитовым кругом при Sпоп=1 мм/мин Т0 =5 минут

Так как имеются 2 заготовки по 4 пуансона

Т0 =10 минутх2=20 минут.

Зачистить затылки пуансона =2 мин.

Суммарное основное технологическое время.

Изготовление матрицы-6,636 часов (158,16 мин+4 часа);

Изготовление четырех пуансонов Ш18 -1,5 часа (90мин)

Изготовление четырех пуансонов Ш6 - 1,23 часа (74 мин.)

Суммарное время механической обработки

Т0 =6,636+1,5+1,23=9,366.

Термическая обработка занимает время до 10% от времени механической обработки, т.е.

Т0терм. =0,93 часа. Тогда Т0сум будет составлять

Т0сум. =9,366+0,93=10,296 часов.

3.4 Штучное время на изготовление одного комплекта рабочих деталей штампа

Согласно [10] штучное время на изготовление одного изделия

Тшт=Т0 +Тв+Тобел, где

Т0-основное технологическое время

Тв-вспомогательное время, затраченное на установку и снятие детали, пуск и остановку станка, подвод и отвод инструмента, проверку размеров деталей и др.

Т0бел - время на обслуживание рабочего места, на смену и подналадку инструмента, уборку и смазку стенка, отдых и естественные надобности рабочего.

Т0 и Тв в сумме составляют свыше 90% Тшт

Тв= еТ0. Величина е зависит от вида станка, на котором выполняется операция [11]. Например, станки токарно-венторезные е=0,56, сверлильные е=0,45, фрезерные е=0,46. Так как задачей настоящего исследования не является нахождение нормативных данных, а определение сравнительных показателей по целесообразности использования различных материалов для изготовления рабочих деталей штампов, а также эффективности нетрадиционных режимов их термической обработки, то можно принять для всех видов станков в среднем е=0,5.

В этом случае . Тв=0,5Т0 =0,5х10,296=5,148 часа.

Время на обслуживание станков занимает до 10% от (Тв+Т0), то есть

Тоб=0,1(Тв+Т0)=0,1(10,296+5,148)=0,1х15,444=1,544 часа.

Тогда штучное время

Тшт=Тв +Т0+Тобсл=10,296+5,148+1,544=16,988~17 часов.

3.5 Стоимость одного комплекта рабочих деталей вырубного штампа холодного деформирования

По данным цеха по изготовлению штампов НПО «Технолог» стоимость работ одного нормочаса составляет 7-8 тыс. сумм. В данном случае стоимость работ на изготовление одного комплекта рабочих деталей штампа будет - 17х8000=136000 сум.

Расход инструментальной стали У8 около 7 кг. Стоимость стали У8 (по республике) 12 000 сум за кг, т.е. стоимость стали на изготовление одного комплекта рабочих деталей штампа С=12000х7=84000 сум. Общая стоимость С-136000+84000=220000 сум.

Накладные расходы -100 %. Отпускная цена Сот=Сх2=220000х2=440000 сум.

Примем все данные по стали У8 за единицу и запишем исходные данные:

Сталь У8. В отожженном состоянии коэффициент обрабатываемости резанием Кобр=0,6-0,7 при НВ229 (при Кобр=0,7 примем этот показатель за 1).

Сталь Х(ШХ15) при НВ?207, ув=750 МПа, Кобр=0,5 (по сравнению со сталью У8-это 0,71).

Сталь Х12М при НВ?255 Кобр=0,3-0,4 (по сравнению со сталью У8-это 0,42).

Если обозначить относительные обрабатываемости резанием ?, то

з=КобрХ/КобрУ8=0,7/0,7:0,5/0,7:0,3/0,7=1:071:0,42

Обрабатываемость влияет на скорость резания V/ Это означает, что основное технологическое время То при обработке резанием заготовок из сталей Х и Х12М будет больше. Это очевидно, так как с увелечением твердости, как общей твердости, так и структурных составляющих для сохранения стойкости инструмента на прежнем уровне необходимо использовать более мягкие режимы резания. При этом время обработки резанием будет соотносится

фу8 :фх : фх12м =0,7/0,7:0,7/0,5:0,7/0,3=1:1,4:2,33

Тогда для стали Х Т0 =10,296х1,4=14,4 часа

Для стали Х12М Т0 =10,296х2,33=23,98 часа

Тв и Т0бел оставляем в объеме исходном, как для обработки деталей из стали У8, т.е. Тв=5,148 часа

Тобел=1,544 часа

Тшт для изготовления деталей из стали Х:

Тшт=То+Тв+Тобсл=14,4+5,148+1,544=21,092 часа=21 часа.

Тшт для изготовления деталей из стали Х12М:

Тшт=То+Тв+Тобсл=24+5,148+1,544=30,69=30,7 часа.

Как уже сообщалось, стоимость одного нормочаса 8000 сум. Стоимость работы по изготовлению рабочих деталей из стали Х: 21х8000=168000 сум;

Из стали Х12М: 30,7х8000=245600 сум.

Расход инструментальной стали 7 кг, стоимость стали Х-18000 сум за кг, стали Х12М-25000 сум за кг.

Расход на приобретение стали Х=18000х7=126000 сум;

Приобретение стали Х12М=25000х7=175000 сум.

Итого, общая стоимость одного комплекта рабочих деталей штампа:

Из стали Х Собщ=168000+126000=294000 сум;

Из стали Х12М Собщ=245600+175000=420600 сум.

Накладные расходы везде 100 %.

Тогда можно привести отпускные цены:

Отпускная цена Тотп, как уже показано выше для деталей штампа из стали У8: Сотп=440 000 сум;

Х: Сотп=294000х2=588 000 сум;

Х12М: Сотп=420600х2=841 200 сум.

Столь значительная разница в цене штамповых деталей должна быть обоснована разницей в их стойкости.

3.6 Сравнительная стойкость штампов, изготовленных из различных сталей

Проведение сравнительных стойкостных испытаний штампов - задача очень сложная, так как результаты единичных испытаний не представительны. Необходимы испытания, по крайней мере, десятка одинаковых штампов, изготовленных из одного и того же материала. Для проведения таких сравнительных испытаний необходимо время, исчесляемое месяцами.

При анализа характера износа штампов в процессе работы [12] было установлено, что имеет место абразивный износ. Хорошо просматриваются борозды пластически оттесненного металла матрицы и пуансона (рис. 7). Это характерно для абразивного износа, когда твердость абразивной частицы не велика (коэффициент твердости Кт=На/Нм=0,5-0,7. На-твердость абразива, Нм-твердость испытуемого материала) [13,14]. Нами были проанализированы результаты испытаний на износ образцов сталей при трении-скольжения по незакрепленному абразивному материалу, представленные в работах [15-17].

Методики испытаний заключались в следующем: на машине ПВ-7 [14] плоский образец трется о полиуретановый шнек. Шнек представляет собой валик, на который плотно намотан полиуретановый шнур диаметром 6 мм. Шнек располагается сверху образца, а на него из дозатора просыпается кварцевый песок. Этот песок попадает между образцом и шнеком, трется об образец и сбрасывается шнеком вниз. Условия испытания были следующие:

- вид абразива - кварц молотый пылевидный КП-1;

- кратность испытания - однократное;

- скорость вращения шнека - 60 об/мин;

- нагрузка на образец - 15 Н;

- время изнашивания одного образца - 30 минут.

Износ определяли весовым способом по потере массы на аналитических весах с точностью 0,1 мг.

Одновременно сравнивали результаты испытаний на износ образцов стали У8 после двойной фазовой перекристаллизации. Суть термической обработки с двойной фазовой перекристаллизацией заключается в том, что до завершающей закалки и отпуска вводится промежуточная операция с нагревом до экстремальной температуры 1100-1125 0С с последующим охлаждением либо на воздухе, либо проводится закалка с промежуточным отпуском 450-6000С [17,18]. Анализ результатов работ [15-18] позволяет оценить относительную износостойкость сталей после закалки и низкого отпуска на высокую твёрдость. Это образцы из стали У8 и высокохромистого чугуна по структуре и свойствам близкого к стали Х12 (таблица ). Как видно из таблицы, износостойкость стали Х12 после закалки и низкого отпуска на 30 % выше, чем износостойкость стали У8 также после закалки и низкого отпуска. Однако отпускная цена штампа из стали Х12 (или Х12М) на 91 % выше, чем отпускная цена штампа из стали У8.

...